Dos años de ciencia revolucionaria con ALMA | Ciencia | EL MUNDO

Dos años de ciencia revolucionaria con ALMA | Ciencia | EL MUNDO
13-04-15 16:45
Dos años de ciencia revolucionaria con ALMA
El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más
espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras
astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.
El balance científico de los dos primeros años de operaciones del gran telescopio
ALMA en Atacama (Chile) es sumamente positivo. Las observaciones más recientes,
realizadas con las antenas separadas por distancias de hasta 15 kilómetros, arrojan
resultados espectaculares.
Segundo aniversario
El pasado 13 de marzo se cumplieron 2 años de la inauguración oficial de ALMA el
observatorio emplazado a 5000 metros de altitud en el desierto de Atacama que fue
construido para observar el universo en ondas milimétricas y submilimétricas. Se
trata de las ondas de radio más cortas, es decir, de frecuencias más altas: (cientos de
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gigahercios) que se encuentran contiguas a las ondas
infrarrojas en el espectro electromagnético.
ALMA incluye 54 antenas parabólicas de 12 metros de
diámetro y 12 antenas de 7 metros, todas de altísima
precisión. Las diferencias entre las parábolas reales y unas
parábolas matemáticamente perfectas en ningún caso
supera las 25 micras, esto es menor que el espesor de una
hoja de papel. Cada antena va equipada con una batería de
receptores ultrasensibles enfriados a temperaturas
próximas al cero absoluto (273 grados Celsius bajo cero)."
La galaxia espiral NGC1068
reconstruida con
observaciones de ALMA y el
Hubble. ALMA/HST/Takano et
al.
Aunque funcionando a tiempo parcial para observaciones astronómicas y con
prestaciones aún incompletas, ALMA está realizando ya unas contribuciones
decisivas en todos los temas más candentes de la investigación astrofísica. El balance
científico de este observatorio es ya sobresaliente: hasta la fecha sus resultados han
dado lugar a dos centenares de artículos en revistas internacionales con sistema de
arbitraje, de los que el 8 % han aparecido en las prestigiosas Nature y Science. En un
congreso celebrado en Tokio el pasado mes de diciembre, al que acudieron unos 300
astrónomos procedentes de 21 países, se presentaron los resultados más recientes
obtenidos en este observatorio colosal, muchos de ellos todavía en fase de análisis.
Largas líneas de base
Entre septiembre y diciembre del año pasado, ALMA estuvo realizando las primeras
observaciones con las antenas del interferómetro separadas por distancias de hasta 15
kilómetros, lo que supone un alarde tecnológico en el rango de longitudes de onda
milimétricas y submilimétricas. Para comparación, hay que tener en cuenta que los
demás observatorios de este tipo de ondas tienen sus antenas separadas por
distancias menores de 2 kilómetros. Muy próximamente se publicarán en la revista
Astrophysical Journal Letters los primeros resultados de tales observaciones.
De entre estos resultados destaca la imagen obtenida del anillo polvoriento en torno a
HL Tauri, una estrella situada a 450 años luz de distancia en la constelación de
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Taurus. Esta imagen revolucionaria, que fue presentada
inmediatamente tras su obtención en ElMundo.es, fue muy
difundida a nivel global pues nos revela cómo se forman
planetas como la Tierra alrededor de una estrella similar a
nuestro Sol en su juventud. Las estructuras de este disco
protoplanetario se observan con una nitidez (resolución)
equivalente a apenas 5 veces la distancia de la Tierra al Sol.
HL Tauri ALMA
La resolución angular correspondiente es de
aproximadamente 35 milisegundos de arco, mejor que la
que suele lograrse con el telescopio espacial Hubble. Realmente, ALMA está
contribuyendo a identificar nuestros orígenes cósmicos.
ALMA no solo se dedica a estudiar el universo lejano, sino que también está
obteniendo datos valiosos del sistema solar. Entre las observaciones con larga línea
de base también se obtuvo un mapa del asteroide Juno con una resolución de 60
kilómetros. Además, ALMA midió recientemente la posición de Plutón con muy alta
precisión, lo que permite guiar con mayor exactitud a la sonda New Horizons de la
NASA que debe llegar al planeta enano durante el próximo mes de julio.
ALMA y España
Las observaciones que realiza ALMA son seleccionadas mediante una durísima
competición internacional en la que participan astrónomos de todo el mundo
esmerándose por proponer los proyectos más novedosos posibles. Hasta ahora, en los
primeros turnos de observación apenas se ha escogido un proyecto de cada diez
presentados. En este proceso tan competitivo, los astrónomos españoles han obtenido
más tiempo de observación que el que le correspondería a España por una ecuación
de justo retorno. Muchos de los proyectos que están siendo observados ahora por
ALMA cuentan con la participación destacada de astrónomos españoles.
El retorno científico de ALMA a nuestro país viene a sumarse al retorno tecnológico e
industrial que se obtuvo durante las fases de diseño y construcción del telescopio,
cuando muchos componentes de alto valor tecnológico fueron diseñados por nuestras
instituciones académicas y cuando empresas españolas, mediante concurrencia
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competitiva, consiguieron contratos del proyecto por un total que ascendió a unos 28
millones de euros. De entre estos contratos cabe destacar los que se refieren a
amplificadores electrónicos de bajísimo ruido, elementos estructurales de las 25
antenas que se fabricaron en Europa, software de calibración, módulos robóticos, e
incluso la planta generadora de energía para el observatorio.
El agujero negro del centro galáctico
ALMA se enfrenta ahora a nuevos retos científico-técnicos, entre los que cabe
destacar la operación conjunta de sus 66 antenas con otros grandes radiotelescopios
repartidos por todo el planeta para estudiar el agujero negro que ocupa el centro de la
Vía Láctea. Este agujero negro tiene una masa unos 4 millones de veces mayor que la
de nuestro Sol y, naturalmente, es el más cercano de los de su clase, pues otros
objetos comparables sólo se encuentran en las regiones centrales de otras galaxias.
Aunque se encuentra a unos 30 mil años luz de distancia de la Tierra, es en éste en el
que se pueden obtener las observaciones astronómicas más detalladas de las que son
posibles en cualquier agujero negro.
El detalle que se espera obtener en estas observaciones es
comparable al tamaño de lo que los físicos denominamos
'el horizonte de sucesos', esto es, la región en torno al
agujero negro de la que nada puede escapar, ni la materia
ni siquiera la luz. Sería magnífico que ALMA proporcionase
las primeras imágenes de la vecindad inmediata de un
agujero negro precisamente en este año, cuando
celebramos el centenario de la Relatividad General de
Einstein y de la predicción de la existencia de tan
enigmáticos objetos.
La vecindad del agujero negro
en la galaxia NGC1266
observada con ALMA y el
Hubble ALMA/HST/Alatalo et
al
También interesante
Los tres primeros artículos con resultados científicos procedentes de las
observaciones con largas líneas de base se refieren al disco protoplanetario
en torno a la estrella HL Tauri, al espectacular anillo de Einstein SDP.81 y al
asteroide Juno. Los manuscritos de tales artículos pueden consultarse en
estos enlaces: HL Tau, SDP.81 y Juno.
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Aunque las antenas de ALMA se encuentran a 5.000 metros sobre el nivel del
mar, el observatorio también incluye un Centro de Operaciones Científicas
situado a 2.900 metros de altitud, cerca de San Pedro de Atacama, y una
sede administrativa en Santiago de Chile.
ALMA es fruto de la colaboración entre el Observatorio Europeo Austral
(ESO), la Fundación Nacional para la Ciencia de EEUU (NSF) y el Instituto
Nacional de Ciencias Naturales de Japón (NINS), en cooperación con Chile.
Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto
Geográfico Nacional) y académico de la Real Academia de Doctores de España
Twitter: @RafaelBachiller
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